東北地理所在三江平原晚全新世沼澤濕地水質(zhì)演變方面取得進(jìn)展
三江平原作為中國最大的淡水沼澤分布區(qū)之一，在快速經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動下，正面臨嚴(yán)峻的人為干擾與生態(tài)系統(tǒng)退化問題。因此，厘清人類活動對該區(qū)域沼澤演變的歷史影響，對于制定未來的生態(tài)系統(tǒng)管理與保護(hù)策略至關(guān)重要。人口激增與經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張導(dǎo)致人為排放急劇增加，引發(fā)大氣污染，對自然生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成雙重威脅。工業(yè)制造、冶煉及采礦活動排放的重金屬（如Pb、Zn、Cu、Hg）通過大氣沉降到地表；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥與農(nóng)藥的過量施用，將大量微量重金屬及富營養(yǎng)化物質(zhì)（N、P）輸入周邊自然生態(tài)系統(tǒng)。此外，生物質(zhì)燃燒、煤炭消耗以及工業(yè)與生活廢水的排放，進(jìn)一步促進(jìn)了金屬元素、營養(yǎng)鹽、黑碳（BC）及有機(jī)污染物多環(huán)芳烴（PAHs）的富集。當(dāng)前，工業(yè)、農(nóng)業(yè)及居民生活等人為排放已顯著超越史前大氣沉降水平，導(dǎo)致大氣氮沉降急劇升高，有毒金屬與有機(jī)污染物不斷累積。超出自然變率的人為干擾可引發(fā)水生生態(tài)系統(tǒng)的水文突變及生物群落結(jié)構(gòu)改變。盡管營養(yǎng)鹽水平與金屬元素已被證實是湖泊水生環(huán)境的有效質(zhì)量指標(biāo)，但其在沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)中的診斷價值尚未得到充分驗證。
東北地理所大氣環(huán)境與生態(tài)演變學(xué)科組基于多指標(biāo)古生態(tài)學(xué)記錄（硅藻、氮磷、重金屬、多環(huán)芳烴和黑碳等），重建了東方紅濕地歷史時期水質(zhì)變化過程，探討全新世晚期到人類世過渡期間人類排放對沼澤濕地演化過程的影響。研究結(jié)果表明：東方紅濕地在距今1300年前一直保持著近乎原始的狀態(tài)，所有地球化學(xué)指標(biāo)均表現(xiàn)出較低的背景濃度。漢朝時期人口逐漸增長，引發(fā)了小規(guī)模的采礦和冶金活動，導(dǎo)致Pb、Zn、Cu富集。唐朝時期，隨著漢族農(nóng)業(yè)文明向該地區(qū)擴(kuò)張，人口增長、耕地面積擴(kuò)大以及工業(yè)排放使得N、P、Hg、BC和PAHs含量增加。有限的人類活動尚未對沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)造成干擾。然而，在距今700年前發(fā)生了轉(zhuǎn)變，肥料施用、生物質(zhì)和煤炭燃燒以及工業(yè)和生活廢棄物的排放共同作用，產(chǎn)生了顯著的人為沉積信號。在過去的一千年里，營養(yǎng)物質(zhì)的持續(xù)輸入、沉積物中重金屬的富集以及有機(jī)污染物的沉積，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，并促使硅藻群落向耐受干擾種類（Hantzschia amphioxys, Nitzschia perspicua, Pinnularia subcapitata）轉(zhuǎn)變，并在近百年加劇。鑒于硅藻對水化學(xué)變化的敏感性，它們可以作為監(jiān)測水質(zhì)和指導(dǎo)淡水沼澤適應(yīng)性管理的強(qiáng)有力的生物指標(biāo)。
圖1過去2000年三江平原東方紅濕地水質(zhì)演化過程
研究成果發(fā)表于Journal of Environmental Management，東北地理所韓冬雪助理研究員為第一作者。該項研究工作得到國家自然科學(xué)基金（42301120）、國家重點研發(fā)計劃（2023YFF0807201）、吉林省科技發(fā)展計劃（YDZJ202601ZYTS318）等項目資助。
論文信息如下：D. Han, J. Cong, L. Li, G. Wang, C. Gao. Heavy-metal and nutrient enrichment triggered a regime shift in marsh diatom assemblages over the past millennium. Journal of Environmental Management 2026, 409, 130010.
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2026.130010
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